外文翻譯--西紅柿集群采摘機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)(譯文）

1、中文 中文 2600 字美國(guó)農(nóng)業(yè)生物工程師學(xué)會(huì)會(huì)議報(bào)告 文件號(hào)：084044西紅柿集群采摘機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)2008 年 ASABE 年度國(guó)際會(huì)議報(bào)告 ASABE 羅德島州會(huì)議中心舉辦 羅德島州2008 年 6 月 29 日—7 月 2 日 摘要：最近荷蘭風(fēng)格的西紅柿種植溫室開(kāi)始在很多國(guó)家風(fēng)行起來(lái)，果蔬集群采摘也在荷蘭 和一些國(guó)家變得普及起來(lái)，在這些地方荷蘭模式由于極具可行性和好的果蔬保鮮度而得以 普及。在大規(guī)模的荷蘭生產(chǎn)系統(tǒng)里，一

2、切都趨向于用機(jī)械自動(dòng)化來(lái)代替人力操作。本文描 述的是西紅柿集群采摘機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)。機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)由兩個(gè)完全相同的彩色電視攝像 機(jī)（VGA 級(jí)） 、四個(gè)配備有 PL 過(guò)濾器的照明設(shè)備和一個(gè)雙圖像采集卡。兩張圖像被同時(shí)拍 下，RGB 成分的圖像被轉(zhuǎn)化為 HSI 模式的圖像。通過(guò)對(duì) HSI 模式的圖像進(jìn)行處理，主莖、 花梗和果實(shí)被能識(shí)別出來(lái)。末端執(zhí)行器根據(jù)西紅柿植株的物理特性的，伸向主莖上的握持 點(diǎn)。介于僅僅根據(jù)植株暴露的部分

3、和機(jī)器人的可通行角來(lái)識(shí)別出抓取點(diǎn)的難度，所得圖像 被劃分為 3 組：A 組圖像中，果實(shí)集群、主莖和花梗與背景圖像是完全分離的。B 組圖像 中，存在相連的部分。C 組圖像中，其中的一些是被遮擋的。一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，除了連 人眼都難以辨別出來(lái)的 C 組圖像之外，主莖上 73%的抓取點(diǎn)都可以被識(shí)別出來(lái)。關(guān)鍵詞：收獲機(jī)器人，西紅柿集群，運(yùn)動(dòng)與振動(dòng)控制 一．簡(jiǎn)介最近，荷蘭風(fēng)格的西紅柿種植業(yè)在許多國(guó)家得到普遍推廣。其中運(yùn)用到的很多自動(dòng)化 系統(tǒng)

4、都用在改善勞動(dòng)力短缺、單調(diào)的工作、枯燥的操作、高頻率的育苗、撒種和收割操作。 關(guān)于收獲機(jī)器人的論著 20 年之前就已經(jīng)發(fā)表了，但是時(shí)至今日都沒(méi)有得到實(shí)際應(yīng)用。其 沒(méi)有得到商業(yè)運(yùn)行的原因之一就是，機(jī)器人的操作速度和手工操作相差無(wú)幾，有時(shí)甚至低 于人類(lèi)水平。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)如圖 2 所示，運(yùn)動(dòng)一，機(jī)器人靠近西紅柿植株主莖，當(dāng)主莖觸碰到末端 執(zhí)行器時(shí)，限位開(kāi)關(guān)被打開(kāi)，機(jī)器人停止運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)二，末端執(zhí)行器的上位和下位手指在 電磁驅(qū)動(dòng)器的作用下閉合

5、。上位和下位手指把花梗夾在中間。運(yùn)動(dòng)三，控制器向上運(yùn)動(dòng)直 到下位手指觸碰到花梗，壓力傳感器打開(kāi)。運(yùn)動(dòng)四，電機(jī) 1 驅(qū)動(dòng)上位手指向下運(yùn)動(dòng)，直到 限位開(kāi)關(guān)打開(kāi)，去抓取并剪斷花梗。運(yùn)動(dòng)五，兩個(gè)手指在電磁驅(qū)動(dòng)器的作用下閉合，保持 握持花梗的狀態(tài)，控制器向后運(yùn)動(dòng) 100mm。運(yùn)動(dòng)六，推動(dòng)裝置在電機(jī) 2 的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下向前 運(yùn)動(dòng)，觸碰果實(shí)集群。控制器將果實(shí)集群傳輸?shù)酵斜P(pán)上方，在電機(jī) 1 的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下，釋放 果實(shí)。西紅柿機(jī)器人本體建立后，

6、果實(shí)集群的大小和形狀、控制器控制的果實(shí)集群重心、末 端執(zhí)行器的握持點(diǎn)必須要被測(cè)量并確定下來(lái)。在本文的下部分將描述識(shí)別抓取點(diǎn)的機(jī)器視 覺(jué)算法。三．實(shí)驗(yàn)設(shè)備一臺(tái)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)由兩個(gè)相同的配備有 PL 過(guò)濾器的彩色電視攝像機(jī)（RGB 信號(hào)，1/2 英寸的 CCD，向前瀏覽，VGA 級(jí)，8mm 鏡片） 、四個(gè)配備有 PL 過(guò)濾器的照明設(shè)備（50W 探照 燈）和兩張用于圖像采集卡（VGA 級(jí)）組成，如圖 3 所示。用于圖像采集的立